大众彩票

     首頁 >> 新聞動態 >> 科研進展

科研進展

燕遼生物群賊獸研究系列進展

發表日期:2019-02-20來源:放大 縮小

  賊獸是一已絕滅的哺乳動物型類群,生活于晚三疊到早白垩世,是哺乳型動物中最古老的支系之一。它們的分類位置和系統關系極具爭議,很大的原因在于這類動物的牙齒和頭骨形態的特征呈哺乳動物冠群和似哺乳動物之間的鑲嵌狀態,且由于對一些哺乳動物重要的形態特征的研究不足和認識上的主觀差異。其系統發育關系混亂,進而影響到對整個哺乳動物起源時間、系統發育和演化模式的解釋和認識。從2013年金氏樹賊獸骨骼標本的發現至今,已有六篇相關文章發表于《自然》,共計報道了六屬八種賊獸,都保存骨骼標本,揭開了燕遼生物群中這個類群的面貌。盡管短時間內湧現出來的完整化石,填補了很多賊獸形態學和演化的空白,同時也産生了不少具有爭議的科學問題,也從哺乳動物研究的角度,對燕遼生物群及其生活環境的相關性,提供了新的探索方向和需要解決的問題。 

  近期,中國科學院古脊椎动物与古人类研究所毛方园、王元青与美国自然历史博物馆孟津,以及中外学者合作,利用显微断层扫描(CT)、平板分層成像技術(CL)、三维重建、磨痕分析等研究方法,对燕辽生物群中真贼兽八件标本的牙齿形态、分类关系、磨蚀状态、咬合模式和出齿方式进行了深入的探讨。相关研究结果分别发表和在线发表在《古脊椎動物學報》,《Zoological Journal of the Linnean Society》和《Palaeontology》上。 

  在對標本進一步修理、三維重建和仔細對比研究之後發現,本是陸氏神獸的副模的兩件標本,體現出來的特征,和陸氏神獸的正型標本有明顯的差別,應代表著一個與陸氏神獸不同類型。在系統對比了現今全球已知賊獸的形態異同後,該特征差異且體現了屬一級的差別。作者因此命名了一個新的屬種:濟贊堂奇獸,並建立了一個新的科級分類單元:神獸科,並將該屬種歸入新的神獸科中。這個屬種的報道,進一步增加了這個棲息于侏羅紀森林中的類群的多樣性。
  二出齒是哺乳動物牙齒發育過程中的一個特征,被認爲可能與哺乳動物牙齒的精確咬合、哺乳和親代養育行爲演化有關的重要關系。基于平板CL技術揭示的內部齒胚保存狀況、牙齒磨損狀況和牙齒替換信息進行觀察和描述,並與賊獸已發表屬種牙齒替換進行對比,結果顯示,神獸、仙獸和奇獸上下颌骨中,都不具有齒胚,而樹賊獸和翔齒獸的上下颌骨中,都具有門齒替換牙胚;門齒的替換應晚于最後臼齒的完全萌出,顯出了明顯滯後性,相比其它賊獸的門齒替換應爲異時發育;樹賊獸和翔齒獸極度膨大的前臼齒很可能加長和推遲門齒的替換過程,甚至影響了替換的發生,同時也一定程度的抑制了最後臼齒的萌出和功能作用。樹賊獸和翔齒獸的這些特征顯示它們可能具有某種特殊的食性,更傾向于強調前臼齒對食物的攝取和咀嚼處理。而賊獸具有的典型的哺乳動物二出齒特征、穩定的齒式和高度分化的牙齒等,增加了其爲哺乳動物的可能性。
  牙齒的咬合方式對哺乳動物的取食以及了解它們的系統發育關系極爲重要。在上百年的相關研究中,由于賊獸保存的基本都爲單顆牙齒,其方向判斷存在一定的錯誤,基于此錯誤鑒定下,賊獸的牙齒咬合方式等生物學以及系統發育等相關的結論都受到了很大程度的影響。通過掃描電鏡提供的牙齒磨蝕信息,以及通過三維模型咬合模擬,提出了充分的證據,說明奇獸、神獸等燕遼生物群中賊獸的牙齒應爲下牙在上牙外側的咬合模式;對已知所有關于賊獸牙齒咬合假說進行了梳理,總結了各種現存的賊獸咬合模式,在哺乳動物牙齒咬合具有演化上穩定性的前提下,提出現行各種解釋和假說存在的問題。這些證據的提出,能爲最終解決賊獸的系統發育演化及生物學內涵提供突破性的窗口。

  該研究得到了國家自然科學基金委員會基礎科學中心項目“克拉通破壞與陸地生物演化”,國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項(B類)的資助。化石的三维扫描在中國科學院脊椎动物演化与人类起源重点实验室高精度计算机断层扫描中心完成。 

  原文鏈接: 

  http://www.ivpp.cas.cn/cbw/gjzdwxb/xbwzxz/201811/t20181103_5160015.html 

  https://academic.oup.com//zoolinnean/advance-article/doi/10.1093/zoolinnean/zly088/5298934?guestAccessKey=171db8f1-0d68-4d63-93c5-9d5ff9cecb64 

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pala.12421?author_access_token=yZn2GYTlxhNDFoVTR2gS-Ita6bR2k8jH0KrdpFOxC65H2SqG1c_A339l_oIu8Ft9icv2k7XcbWpcK021VHbUVgsUlvhlepzUnzH4wQFE_vqxrCi7Ezc1voMAvvpUqyRY

济赞堂奇兽模式标本以及头骨、外鼓骨形态(毛方圆 供图)

济赞堂奇兽模式标本下颌形态及CT,CL扫描和复原图(毛方圆 供图)

金氏树贼兽门齿替换的证据(毛方圆 供图)

真贼兽牙齿形态和门齿替换的不同方式对比(毛方圆 供图)

济赞堂奇兽牙齿磨痕的SEM显微结构,显示磨蚀面,磨痕及其分布(毛方圆 供图)

奇兽牙齿三维咬合、咀嚼模式模拟(毛方圆 供图)

附件: